矿井终端电机安全监控装置的制作方法

xiaoxiao2020-08-01  1

专利名称:矿井终端电机安全监控装置的制作方法
技术领域
本实用新型涉及矿井终端电机安全监控装置,属于计算机监控领域。
背景技术
矿井的工作环境非常恶劣,电气设备的损坏比例较高,而且,矿井环境中的监控室和工作现场之间也都存在一定的距离,而现有的矿用电机保护监控系统均采用有线传输采集的数据,这种设置方式导致了数据通信的实时性和抗干扰能力低下,并且现有矿井中使用的电机保护系统大多数是安装在隔爆真空磁力启动器内的JDB系列保护器,该系列综合保护器多为独立元件,模拟电路精度差,故障率高。并且只能将数据上传到监控室的PC机中,不能第一时间传送给相关的领导或技术人员以做出判断。
发明内容本实用新型目的是为了解决现有采用有线传输的矿井用电机保护系统无法第一时间将采集的数据传送给相关的领导或技术人员以做出判断的问题,提供了一种矿井终端电机安全监控装置。本实用新型所述矿井终端电机安全监控装置,它包括多路并行模数转换采样电路、多路并行模数转换接口电路、单片机、接触器、隔离电路、PWM控制器、通信接口电路、上位机和故障执行电路,多路并行模数转换采样电路采集电机的三相交流电压信号和三相交流电流信号,多路并行模数转换采样电路的输出端与多路并行模数转换接口电路的输入端相连,多路并行模数转换接口电路的输出端与单片机的采集信号输入端相连,单片机的驱动指令输出端与PWM控制器的输入端相连,PWM控制器的六路驱动信号输出端与隔离电路的输入端相连,隔离电路的输出端与电机的控制端相连,单片机的故障指令输出端与故障执行电路的输入端相连,故障执行电路的输出端与接触器的控制端相连,单片机通过通信接口电路与上位机进行通信。本实用新型的优点:本实用新型所述矿井终端电机安全监控装置采用数字化、模块化和无线传输技术,不仅能准确、可靠的反应电动机故障和异常运行状态,根据实际情况对不同程度的故障采取快速跳闸或报警等措施,并且可将现场情况上传监控中心,及时报告给监控人员,防止事故进一步扩大,从而避免恶性事故和不必要的停机造成的经济损失,保证生产安全运行。

图1是本实用新型所述矿井终端电机安全监控装置的结构示意图。
具体实施方式
[0011]具体实施方式
一:下面结合图1说明本实施方式,本实施方式所述矿井终端电机安全监控装置,它包括多路并行模数转换采样电路1、多路并行模数转换接口电路2、单片机3、接触器4、隔离电路5、PWM控制器6、通信接口电路10、上位机11和故障执行电路12,多路并行模数转换采样电路I采集电机的三相交流电压信号和三相交流电流信号,多路并行模数转换采样电路I的输出端与多路并行模数转换接口电路2的输入端相连,多路并行模数转换接口电路2的输出端与单片机3的采集信号输入端相连,单片机3的驱动指令输出端与PWM控制器6的输入端相连,PWM控制器6的六路驱动信号输出端与隔离电路5的输入端相连,隔离电路5的输出端与电机的控制端相连,单片机3的故障指令输出端与故障执行电路12的输入端相连,故障执行电路12的输出端与接触器4的控制端相连,单片机3通过通信接口电路10与上位机11进行通信。所述的多路并行模数转换采样电路I包括对电机A、B、C三相交流电压以及电流有效值、间接计算出有功功率、无功功率以及功率因数等参数。所述故障执行电路12可根据对实际采集数据的情况对不同程度的故障采取快速跳闸及声光报警措施。本实施方式装置的具体工作过程:多路并行模数转换采样电路I将电机工作时的A、B、C三相交流电压以及电流采集后,通过多路并行模数转换接口电路2进入单片机3中,经过计算算出电压、电流的有效值的计算。再利用公式间接计算出电机工作时的有功功率、无功功率以及功率因数等参数以备用于判断电机工作是否正常的理论依据。当电机正常工作时,将数据通过通信接口电路10上传给上位机11,当电机出现故障时,单片机3可根据对实际采集数据的情况对不同程度的故障通过故障执行电路12采取快速跳闸切断电源及声光报警措施。将故障信息通过通信接口电路10上传给上位机11。
具体实施方式
二:本实施方式对实施方式一作进一步说明,它还包括显示器7,单片机3的显示指令输出端与显示器7的输入端相连。电机正常工作时,电机的工作状态通过进显示器7进行数据显示。电机有故障时,在现场还可通过显示器7显示现场采取的保护类别。
具体实施方式
三:本实施方式对实施方式一、二作进一步说明,它还包括键盘8,键盘8的外部指令输出端与单片机3的外部指令输入端相连。键盘8用于现场参数设定。
具体实施方式
四:本实施方式对实施方式一、二或三作进一步说明,它还包括报警器9,单片机3的报警指令输出端与报警器9的输入端相连。电机有故障时,报警器9进行报警。
具体实施方式
五:本实施方式对实施方式一、二、三或四作进一步说明,单片机3选用型号为MSP430F449的单片机。
具体实施方式
六:本实施方式对实施方式一作进一步说明,多路并行模数转换采样电路I选用型号为AD73360的模数转换芯片来实现。该芯片自身的优良特性和独到的外围电路设计使其能很好的适用于本系统的信号采集工作:(I) AD73360具有六个独立的模拟量输入通道,每个通道可同时采样,消除了普通AD因对多路信号的分时采样而造成的相位误差,可实时地采样电机的三相电压和母线电流。另外,AD73360的各路通道都有内置程控增益放大器和反混迭滤波器,使其对输入端的放大电路和反混迭滤波器的要求大为降低,使调理电路的设计更为精简。(2)AD73360使用六线工业标准同步串行接口,且端口前端采样速率和后端传输速率可编程控制(最高可支持六通道同时以64KHz速率采样),由于接口信号线的数目只有六条,所以这样不仅节约了印制板的面积,而且也有效地减小了电磁干扰,从而使得系统运行更加稳定。采用专用三相电量测量AD器件AD73360及交流耦合方式对三路信号进行同时采样,极大地提高了采样精度和抗扰性,从而提高了系统的调速范围(> 20)和稳定性。
权利要求1.矿井终端电机安全监控装置,其特征在于,它包括多路并行模数转换采样电路(I)、多路并行模数转换接口电路(2)、单片机(3)、接触器(4)、隔离电路(5)、PWM控制器(6)、通信接口电路(10)、上位机(11)和故障执行电路(12), 多路并行模数转换采样电路(I)采集电机的三相交流电压信号和三相交流电流信号,多路并行模数转换采样电路(I)的输出端与多路并行模数转换接口电路(2)的输入端相连,多路并行模数转换接口电路(2)的输出端与单片机(3)的采集信号输入端相连, 单片机⑶的驱动指令输出端与P丽控制器(6)的输入端相连,PWM控制器(6)的六路驱动信号输出端与隔离电路(5)的输入端相连,隔离电路(5)的输出端与电机的控制端相连, 单片机⑶的故障指令输出端与故障执行电路(12)的输入端相连,故障执行电路(12)的输出端与接触器(4)的控制端相连, 单片机(3)通过通信接口电路(10)与上位机(11)进行通信。
2.根据权利要求1所述矿井终端电机安全监控装置,其特征在于,它还包括显示器(7),单片机(3)的显示指令输出端与显示器(7)的输入端相连。
3.根据权利要求1所述矿井终端电机安全监控装置,其特征在于,它还包括键盘(8),键盘(8)的外部指令输出端与单片机(3)的外部指令输入端相连。
4.根据权利要求1所述矿井终端电机安全监控装置,其特征在于,它还包括报警器(9),单片机(3)的报警指令输出端与报警器(9)的输入端相连。
5.根据权利要求1、2、3或4所述矿井终端电机安全监控装置,其特征在于,单片机(3)选用型号为MSP430F449的单片机。
6.根据权利要求1所述矿井终端电机安全监控装置,其特征在于,多路并行模数转换采样电路(I)选用型号为AD73360的模数转换芯片来实现。
专利摘要矿井终端电机安全监控装置,属于计算机监控领域,本实用新型为解决现有采用有线传输的矿井用电机保护系统无法第一时间将采集的数据传送给相关的领导或技术人员以做出判断的问题。本实用新型方案多路并行模数转换采样电路采集电机的三相交流电压信号和三相交流电流信号,并通过多路并行模数转换接口电路与单片机的采集信号输入端相连,单片机的驱动指令输出端与PWM控制器的输入端相连,PWM控制器的六路驱动信号输出端与隔离电路的输入端相连,隔离电路的输出端与电机的控制端相连,单片机的故障指令输出端与故障执行电路的输入端相连,故障执行电路的输出端与接触器的控制端相连,单片机通过通信接口电路与上位机进行通信。
文档编号H02H7/08GK202997517SQ20132001794
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者刘春媛, 周波, 佟佳颖 申请人:黑龙江科技学院

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